橋梁結構健康監測系統設計規范 DB32_T 3562—2019 江蘇地方標準

2023年12月12日發(作者：梅花作文600字)

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ICS 91.08.040

P 25

備案號：***

DB32

省地方標準

江蘇DB32/T 3562—2019

橋梁結構健康監測系統設計規范

Design Code for Bridge Structural Health Monitoring System

2019 - 04 - 08發布 2019 - 04 - 30實施

江蘇省市場監督管理局

發布 DB32/T 3562—2019

目錄

前 言 ............................................................................ II

1 范圍 ............................................................................... 1

2 術語和定義 ......................................................................... 1

3 總體要求 ........................................................................... 2

4 傳感器子系統設計 ................................................................... 3

5 數據采集與傳輸子系統設計 ........................................................... 5

6 數據存儲與處理子系統設計 ........................................................... 8

7 數據預警與結構評估子系統設計 ....................................................... 9

條文說明 ............................................................................ 11

1 范圍 .............................................................................. 11

2 術語和定義 ........................................................................ 11

3 總體要求 .......................................................................... 11

4 傳感器子系統設計 .................................................................. 11

5. 數據通信與傳輸子系統設計 ......................................................... 12

6. 數據存儲與處理子系統設計 ......................................................... 13

7. 數據預警與結構評估子系統 ......................................................... 13

I DB32/T 3562—2019

前 言

本標準按GB/T 1.1—2009給出的規則起草。

本標準由江蘇省交通運輸廳提出并歸口。

本標準起草單位：江蘇交通控股有限公司、蘇交科集團股份有限公司、東南大學、江蘇省長大橋梁健康監測數據中心。

本標準主要起草人：吳智深、張宇峰、吳贊平、孫震、彭家意、楊超、王浩、假冬冬、 張建、王友高、徐一超、趙亮、王路、歐陽歆泓、郭俊、徐嵩。

II DB32/T 3562—2019

橋梁結構健康監測系統設計規范

1 范圍

1.0.1本規范規定了橋梁結構健康監測系統的設計要求，以提高設計質量，保障橋梁服役期的健康與安全，有效指導橋梁養護管理。

1.0.2 本標準適用于新建或在役的大跨徑斜拉橋、懸索橋、拱橋、以及梁橋。

1.0.3 引用標準名錄

GB 50139-2014 《內河通航標準》

GB/T 5083 《公路工程結構可靠度設計統一標準》

GB/T17955 《橋梁球形支座》

GB/T 21296 《動態公路車輛自動衡器》

CJJ 11 《城市橋梁設計規范》

JT/T 1037-2016 《公路橋梁結構安全監測系統技術規程》

JT/T 391 《公路橋梁盆式支座》

JT/T 4 《公路橋梁板式橡膠支座》

JTGD60 《公路橋涵設計通用規范》

JTG D60-01 《公路橋梁抗風設計規范》

JTG/T D65-01 《公路斜拉橋設計細則》

EIA/TIA-568A 《商用建筑線纜標準》

DB32/T 2880-2016《基于分布式長標距光纖傳感的橋梁結構健康監測系統設計與施工規范》

T/CECS 505-2018 《光纖光柵結構振動檢測與監測標準》

2 術語和定義

以下術語和定義適用于本文件。

2.0.1 結構健康監測系統 Structural health monitoring system

一種集傳感、數據采集與傳輸、結構狀態參數與損傷識別、性能評估與預測技術為一體的自動化、信息化監測系統，主要由傳感器及采集儀器設備等硬件系統和數據分析及結構分析等軟件系統構成，通過對結構進行連續性（包括實時或不同頻度）測試，實現對結構當前及未來服役狀況及潛在風險進行分析和評估。

2.0.2 環境監測類參數 environmental parameters

橋梁所在區域的自然環境參數，如溫度、風、濕度等。

2.0.3外部荷載類參數 load parameters

橋梁受到的車輛荷載、地震作用、基礎沖刷等荷載。

2.0.4 結構響應類參數 structural respon

橋梁結構的應變、位移、加速度以及腐蝕、裂縫等響應參數。

1 DB32/T 3562—2019

2.0.5 模態識別 mode identification

橋梁結構的頻率、振型等參數的識別。

2.0.6 損傷識別 damage identification

利用結構的響應數據來分析結構物理參數的變化，進而識別結構的損傷的過程。

2.0.7 平穩信號 Stationary signal

統計特性不隨時間變化的信號。

2.0.8 模擬信號 Analog signal

模擬信號是指信息參數連續變化的信號。

2.0.9 數字信號 Digital signal

數字信號是自變量因變量為離散的信號。

2.0.10 預警 warning

在危險發生之前，根據結構監測、損傷診斷和安全評定結果，向相關部門發出緊急信號的過程。

2.0.11 評估 evaluation

確定結構實際性能的過程。

3 總體要求

3.1 一般規定

3.1.1 新建橋梁結構健康監測系統設計宜和橋梁主體結構的施工圖設計同步進行。在役橋梁健康監測系統設計宜結合結構設計文件及現場調查進行。

3.1.2 橋梁結構健康監測系統設計應考慮與橋梁養護管理系統的良好銜接，并應兼顧考慮與橋梁施工監控、成橋荷載試驗等的關聯性。

3.1.3系統建設原則

實用性原則：保證系統在橋梁服役環境下安全實用，各測點的布設應有明確目的性；

可靠性原則：保證系統在橋梁服役環境下可靠運行；

耐久性原則：應優先選用滿足要求的抗干擾強的傳感器和傳輸方式；

可維護原則：傳感器應易于維護和更換并應采取合適方式進行數據接力；

可擴展原則：系統應具適當的擴展性，方便在后期根據需求增加監測內容。

3.1.4 橋梁結構健康監測系統的設計，除執行本規范外，尚應符合國家及行業現行相關標準的規定。

3.2 系統框架

3.2.1 橋梁結構健康監測系統主要由傳感器子系統、數據采集與傳輸子系統、數據存儲與處理子系統、數據預警與結構評估子系統所構成，并通過系統集成技術將上述子系統的軟、硬件整合為協調運行的監測系統。

2 DB32/T 3562—2019

3.2.2 傳感器子系統由針對環境監測、外部荷載監測與結構響應監測三類指標的傳感器組成，應能實現橋梁環境參數、外部荷載及結構各類響應的數據獲取功能。

3.2.3 數據采集與傳輸子系統由采集設備、傳輸設備及軟件模塊組成，應能實現多種類傳感器的數據同步采集與傳輸功能，以保證數據質量。

3.2.4 數據存儲與處理子系統由數據預處理、中心數據庫、數據管理軟件及硬件組成，應能實現橋梁監測信息的歸檔、查詢、存儲、管理等功能。

3.2.5 數據預警與結構評估子系統應具備實時數據在線顯示和預警功能，荷載與環境預警和評估，結構安全預警和評估功能。

4 傳感器子系統設計

4.1 一般規定

4.1.1 應選用技術成熟、耐久性好、抗干擾性強、便于安裝、維護和更換的傳感器。

4.1.2 結構健康監測的傳感器可分為環境監測、外部荷載和結構響應三類。環境監測類包括溫度、濕度、風速風向等，外部荷載類包括地震作用、基礎沖刷以及車輛荷載等，結構響應類包括應變、位移、加速度以及腐蝕、裂縫等。

4.1.3 傳感器布置應按以下原則：宜在結構響應最不利處、易損傷處或已損傷處布置；布點宜結合結構分析確定；測得的數據應能充分并準確地反映結構的靜、動力特性；可合理利用結構的對稱性原則，達到減少傳感器的目的。

4.2 傳感器分類及布點要求

4.2.1根據橋梁規模、受力特點、復雜性和重要性等，宜按照表4.2.1合理選擇監測指標與傳感器。

4.2.2 梁橋的監測內容宜選擇橋面溫度、主梁撓度、主梁應變、梁端位移等。

4.2.3拱橋的監測內容宜包括橋面溫度、主梁撓度、主梁應變、梁端位移、車輛荷載、拱頂偏位、拱腳移位、吊桿索力等。

4.2.4 斜拉橋的監測內容宜包括風荷載、地震作用、橋面溫度、主梁撓度、主梁振動加速度、主梁應變、梁端位移、車輛荷載、斜拉索索力等。

4.2.5 懸索橋的監測內容宜包括風荷載、地震作用、橋面溫度、主梁撓度、主梁振動加速度、主梁應變、梁端位移、車輛荷載、吊索索力等。

表 4.2.1 監測指標與傳感器類型

監測指標

環境監測類 風荷載

溫度

濕度

雨量

外部荷載類 地震

車輛

船撞

結構響應類 振動

變形

應變

傳感器類型

風速儀、風壓計

溫度傳感器

濕度傳感器

雨量傳感器

加速度傳感器

動態稱重儀、視頻攝像頭、流量計

加速度傳感器、傾角儀、位移計

加速度傳感器、速度傳感器、長標距光纖光柵傳感器

GPS、傾角儀、壓力變送器、長標距光纖光柵傳感器

振弦式應變傳感器、光纖光柵應變傳感器、焊接式電阻應變3 DB32/T 3562—2019

傳感器

索力 加速度傳感器、磁通量傳感器、錨索計、長標距光纖光柵傳感器

斷絲

裂縫

腐蝕

疲勞

聲發射傳感器

裂縫觀測傳感器、長標距光纖光柵傳感器、導電涂料傳感器

腐蝕傳感器、長標距光纖光柵傳感器

應變傳感器

4.3 傳感器性能參數要求

4.3.1 傳感器性能應滿足量程、采樣頻率、分辨率、靈敏度、使用環境和壽命的要求。

4.4 環境監測類傳感器選擇及安裝要求

4.4.1 風荷載監測宜采用三向超聲風速儀或機械式風速儀，且應符合下列規定：

a) 處于臺風區域的橋梁和跨度較大的橋梁，宜選擇三向超聲風速儀；

b) 風速儀量程應大于根據設計風速換算的安裝位置的風速；

c) 風速儀宜在橋面梁側和塔頂布設，安裝位置應使其能夠監測自由場風速；

d) 風速儀風向監測精度不宜低于1°，風向分辨率不宜低于0.1°。風速檢測精度不宜低于0.3m/s，風速分辨率不宜低于0.1m/s。

e) 風速儀宜安裝在專用鋼結構支架上，且安全得到保證。

4.4.2 溫度監測應符合下列規定：

a) 溫度傳感器應根據截面溫度梯度及結構體系整體升、降溫和空間分布，通過有限元模擬或參考相關橋梁設計規范確定布設位置；

b) 應在主梁跨中截面、橋塔、拱圈等關鍵構件布設溫度傳感器，測量溫度場；

c) 溫度傳感器的布設位置應避免太陽直射和傳感器直接受力部位；

d) 溫度傳感器的布設位置宜與施工監控、應變溫度補償傳感器共享；

e) 溫度傳感器的監測精度不宜低于?0.2℃，測量分辨率不宜低于0.1℃；

f) 溫度監測宜選擇熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器或光纖光柵溫度傳感器，設備類型的選擇應考慮監測構件、部位的特殊性、以及應變傳感器的選型后綜合確定。

4.4.3 濕度監測應符合下列規定：

a) 橋梁濕度檢測器宜布設在結構內外濕度變化較大和對濕度敏感的構件內外部；

b) 大型橋梁關鍵鋼構件上應布設濕度監測點。對斜拉橋，宜在斜拉索的錨頭、箱梁內外布設；對懸索橋，宜在箱梁內外布設；

c) 濕度計監測范圍宜選擇0-100%RH；濕度監測精度不宜低于3%RH；

d) 濕度傳感器宜選擇毛發濕度計、干濕球濕度計、氯化鋰濕度計、電阻電容濕度計、電解濕度計，也可選擇其他可靠的濕度計；應考慮監測構件、部位的特殊性后綜合選擇，且應固定在結構構件內外表面。

4.5 外部荷載類傳感器選擇及安裝要求

4.5.1 地震監測宜采用強震動記錄儀或三向加速度傳感器監測，對于連續長度大于800米橋梁，宜考慮地面運動的非一致性，在梁側橋墩底部各設一套傳感器。

4.5.2 車輛荷載監測宜采用動態稱重設備，傳感器宜布設于有穩定支撐的混凝土鋪裝層內，宜覆蓋所有車道。且應符合以下規定：

a) 動態稱重傳感器的設備技術參數和安裝方法應符合GB/T 21296 《動態公路車輛自動衡器》的相關規定；

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b) 量程應不小于限載車輛軸重的200%；

c) 應具備數據自動采集功能，現場存儲能力不少于7天。

4.5.3 船撞荷載監測分為橋墩和主梁監測，橋墩監測宜采用加速度傳感器監測,主梁監測宜采用拉繩式位移計監測，測點宜選擇易受船舶撞擊的位置。

4.6 結構響應監測類傳感器要求

4.6.1 加速度傳感器布置

（1）加速度傳感器的布點設置應依據橋梁結構動力計算結果，考慮振型的特點以及所需要監測的振型數量綜合確定；測點傳感器宜布設在所測結構振型振幅最大和較大的部位，并應避開節點位置。

（2）對于基頻較低的大跨度橋梁結構振動監測，應選用低頻動態頻響較好的力平衡式或電容式加速度傳感器；

（3）對于自振頻率較高的中小跨度橋梁結構或斜拉索、吊桿、吊索等鋼構件，宜選用力平衡式或電容式加速度傳感器，亦可選用壓電式加速度傳感器。

4.6.2 腐蝕監測傳感器布置

腐蝕監測傳感器測定的電流或電位差應能判別鋼筋混凝土的腐蝕進程，并應選擇與橋梁結構鋼筋及保護層匹配的安裝方式。

4.6.3 應變傳感器布置

（1）測量應變的傳感器主要分為：電阻應變計、振弦式應變計、光纖光柵應變計，宜根據監測目的及要求選用。

（2）應變傳感器的選擇應充分考慮測量結構在制作、養護、施工及服役階段的環境條件。對于監測長期處于潮濕、易腐蝕及高電磁干擾的結構應變時，宜優先采用光纖光柵應變計；對于需要監測動荷載作用下的結構應變時，宜采用電阻應變計或光纖光柵應變計。

（3）不同材質的電阻應變計應使用不同的粘貼劑。在選用粘貼劑和導線時，應充分考慮監測對象在制作、養護和施工工程中的環境條件。

（4）振弦式應變計應按被測對象規格大小選擇。儀器的可測頻率范圍應大于被測對象在最大加載時的頻率的1.2倍。使用前應對振弦式應變計逐個標定，得出應變與頻率之間的關系。

（5）結構健康監測所用的光纖光柵傳感器的性能參數應遵循以下條件：光纖光柵進行退火處理，以保證其長期穩定性；光纖光柵反射光3dB帶寬低于0.25nm；光纖光柵反射率大于90％；邊模抑制比應高于15dB；對于0.25nm的帶寬，推薦光纖光柵的物理長度為10mm；光纖光柵陣列波長間隔大于3nm；廠商所標出的傳感器中心波長不超過+/-0.5nm的誤差。

4.6.4 索力監測應根據被測索結構的測量要求和安裝測試技術條件綜合比對選擇采用壓力傳感器、磁通量傳感器、振動法加速度傳感器或光纖光柵應變傳感器。

4.6.5振動監測的長標距光纖光柵傳感器選型應符合下列要求。

（1）使用的長標距光纖光柵傳感器測量頻率不小于100Hz，分辨率不小于0.002g。

（2）最優布設于滿足結構損傷識別與模態識別要求的測點，對于有振型測量要求的構件的測點數目不宜少于五處。

5 數據采集與傳輸子系統設計

5.1 一般規定

5.1.1 數據采集應包括數據采集硬件、軟件和數據采集制度的設計。

5.1.2 數據采集的硬件選型、軟件預處理和數據傳輸軟硬件設計與選型應保證及時獲得數據；采集及傳輸硬件設備的耐久性和技術指標應滿足國家相關規范、標準的要求。

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5.1.3 數據采集制度的設計應包括數據采集模式、觸發閾值、頻次和采樣頻率的設定。

5.1.4 數據傳輸硬件應能保證安全監測系統各部分之間的物理連接，提供2倍以上傳輸寬帶并留有冗余。

5.1.5 數據傳輸軟件應能保證監測數據在各子系統和相應的通訊協議之間的無障礙傳輸。

5.1.6 數據采集和傳輸系統應滿足在無人值守的情況下能夠連續運行，滿足長期穩定工作的要求。

5.2 數據采集方式

5.2.1 應根據橋梁的規模、測點位置和數量、監測設備類型，合理設計數據采集方式。測點及監測設備較多且監測部位距離較遠且相對分散的橋梁宜采用分布式或總體分布式、局部集中式的混合方式進行數據采集；測點及監測設備較少且監測部位集中的橋梁，宜采用集中式數據采集。

5.3 數據采集設備選型

5.3.1 應根據傳感器類型、信號傳輸方式、信號調理設備類型以及供電需求等條件進行數據采集設備的選型：

模擬電壓信號宜采用集中式的基于PCI、PXI、和USB接口的數據采集板卡，需根據輸入范圍、總采樣頻率、采樣通道、分辨率、精度與數據傳輸率選型；

外場數字采集宜采用CAN、LonWorks、PCMCIA、IEEE1384等總線設備，需根據采樣頻率、數據傳輸率、傳輸距離與接口標準選型；

數據采集設備的模擬輸入分辨率應滿足監測數據的分辨率要求，且不應低于16位。

5.3.2應根據傳感器信號類型選擇合適的信號調理設備或配套的采集設備，并應考慮與后續數據傳輸與管理的接口兼容。

電荷傳感器的輸出信號和長距離傳輸的模擬電壓信號應選用電壓放大器進行信號調理；

動態信號應選用抗混濾波器進行濾波和去噪；

所有電信號應使用帶有信號隔離功能的數據采集設備以消除自然干擾以及其他不明脈沖干擾；

多個靜態物理量可使用多路模擬開關進行采集實現多路巡回檢測。

5.3.3宜選擇具有自校準功能的數據采集硬件；對于無自校準功能的數據采集硬件應根據設備說明定期進行外校準。

5.3.4 數據采集設備應考慮抗干擾措施，包括串模干擾抑制、共模干擾抑制以及接地技術、屏蔽技術，以提高信噪比。

5.3.5 數據采集上位機應采用防護措施，保證在高低溫、沖擊、振動、電磁干擾、潮濕和鹽霧等惡劣環境中正常工作。

5.3.6 集中式的數據采集設備與數據采集上位機應置于采集站內，數據采集站的位置應保證數據采集設備所接收到的模擬信號的質量。數據采集站與傳感器的最遠距離應根據傳感器信號衰減傳輸性能確定。如超過該距離需設置多個數據采集站，多個數據采集站之間的數據采集應同步。

5.4 數據采集模式

5.4.1 應根據不同的結構橋梁監測功能需求、監測變量類型、系統處理能力、儲蓄能力設計制定合適的數據采集模式。

5.4.2 橋梁運行初期3年內或橋梁一級評估結果發現了結構關鍵構件異常時應采取連續采樣。

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5.4.3 除上述情況外，環境作用中的風速、溫度、濕度、雨量，結構響應中的靜態位移、靜態索力、支座反力、腐蝕、沖刷、加速度和動態位移、應變等變量，應定時采樣。

5.4.4 外部荷載的車輛荷載、地震作用，宜采用觸發采樣，觸發閾值（絕對值）應根據橋型和橋梁受力特點確定。

5.4.5 宜采用連續采集制度，每季度進行數據分析后，采集站宜僅存儲特定一段時間的數據和典型事件的數據。

5.5 信號采樣頻率及同步性

5.5.1 應根據所監測變量隨時間變化特性確定采用頻率，動態信號應滿足采樣定理，且不應低于如下規定：

車輛荷載與環境：

1）車輛荷載：車經過觸發；

2）船撞加速度：50 Hz；

3）風速：超聲風速儀10 Hz，機械風速儀1 Hz；

4）地震地面運動：50Hz；

5）溫度：10分鐘采集1個數據；

6）濕度：10分鐘采集1個數據；

7）雨量：10分鐘采集1個數據；

b)結構整體與局部響應：

1）振動加速度：根據結構基頻特性確定，一般不大于50Hz；

2）位移：GPS為1Hz；壓力變送器為10Hz；位移計為1Hz；傾角儀為1Hz；

3）動應變：20Hz；

4）靜應變：10分鐘采集1個數據；

5）索力：基于壓力式方法1Hz，基于頻率法20Hz；

6）腐蝕：1天采集1個數據。

5.5.2 同橋不同監測數據采集同步性，應滿足同類型變量監測數據的時間同步誤差小于0.1ms；不同類型變量監測數據的時間同步誤差小于1ms。

5.6數據采集軟件

5.6.1 應具備傳感器數據實時采集、自動存儲、緩存管理、及時反饋、自動傳輸功能；

5.6.2應具備與數據庫系統和數據分析軟件進行穩定和可靠通信、遠程或者本地便捷更改設備配置、通過標簽數據庫或本地配置文件進行信息讀取的功能；

5.6.3應能對傳感器輸出信號與采集傳輸設備運行狀況進行檢測和識別；

5.6.4 應能接受計算機傳送監測參數調整的指令，并能進行相關的監測過程或監測數據處理參數的調整，并記錄、備份相關的調整指令。

5.7 數據傳輸

5.7.1 數據傳輸方式分為有線和無線兩種方式。 數據傳輸系統應具有對各種數據接收、處理、交換和傳輸的能力。數據通信系統應保證可靠性、高效性及數據傳輸質量。

5.7.2電信號的數據傳輸應采用屏蔽電纜，且應滿足以下規定：

數據傳輸線纜衰減損失應小于1db/30m；

傳感器到前置放大器之間的信號電纜長度不應小于超過2m;；

前置放大器與采集設備之間的信號電纜長度宜小于150m，超過150m應加中繼放大器。

5.7.3 數據傳輸方案應按下列規定進行設計：

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傳感器輸出為模擬信號，且傳輸距離較短，宜直接進行模擬信號傳輸；

當需要較長距離傳輸數字信號時，宜采用名詞術語定義；

若要求通信雙方均可以發送數據，宜采用名詞術語定義；

當傳感器和數據采集設備支持時，宜采用工業以太網標準。

5.7.4橋梁現場與監控中心之間的數據傳輸可采用：1）光纖傳輸技術；2）微波中繼傳輸技術；3）使用現有通訊線纜。

5.7.5數據傳輸軟件應具備對數據進行分包處理和解包復原的功能，宜以包為單位實施傳輸。

5.7.6 數據傳輸系統應具有備份機制和良好的魯棒性，在某個傳輸線路發送故障時，能保證數據完整性和可靠性。

6 數據存儲與處理子系統設計

6.1 一般規定

6.1.1 結構健康監測數據庫存儲從采集系統收集到的實時數據和歷史數據，供數據處理系統進行數據處理，供評估系統對數據進行分析，并將處理及分析結果進行保存以便查詢。

6.1.2 數據庫設計應遵循數據庫系統的可靠性、先進性、開放性、可擴展性、標準性和經濟性的基本原則。應保證數據的共享性、數據結構的整體性、數據的安全性、數據庫系統與應用系統的統一性。

6.1.3 數據管理應具備標準化讀取、存儲接口，應能保證監測數據的安全、結構化、共享性以及對應用軟件的便攜友好支持。

6.1.4 數據處理應能糾正或剔除異常數據，提高數據質量。

6.1.5 宜考慮設計系統自監控功能，對系統是否正常運行進行自動監控，系統異常時應能及時報警。

6.2 數據管理

6.2.1 數據管理軟件應實現數據歸檔、生成報告、快速顯示和高效存儲等管理功能。

6.2.2 原始監測數據應定期存儲、備份存檔、后處理數據應保持不小于3月的在線存儲；統計、分析數據應專項存儲。

6.2.3 數據管理軟件應能對所有監測項目、監測點設備或指定監測項目監測點設備的監測數據及圖像在限定時間段進行回放追溯。

6.2.4 數據報告報表應實現提供月報、季報、年報、以及極端事件之后報告的功能；報告報表應能夠導出并成為常用辦公系統通用數據格式。

6.3 數據庫

6.3.1 數據庫應能夠對監測設備所監測到的車輛荷載、環境作用、結構荷載效應數據，以及監測系統自身的屬性信息進行分層、分類存儲。系統數據庫應模塊化架構，并分層管理，宜根據數據需求包括子數據庫。

6.3.2數據庫應存儲橋梁結構的設計資料、荷載試驗資料、科研專題研究資料、橋梁結構有限元模型、傳感采集和傳輸設備的基本信息、橋梁結構的動力性能參數等。

6.3.3 數據庫系統在使用時支持在線實時數據處理分析、離線數據處理分析以及兩種工作方式的混合模式。

6.3.4 數據可存儲在當地硬件設備上，宜用云技術存儲和管理數據。

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6.4 數據處理

6.4.1 數據處理軟件應能實現數據預處理和后處理功能。數據預處理功能應包括濾波、去噪、去趨勢項、截取和異常點處理；后處理數據應根據數據類型進行專項分析。

6.4.2 需要進行頻譜分析的數據，在信號截斷處理應考慮被分析信號的性質與處理要求，減少截斷對譜分析精度的影響，應選擇合適的窗函數。

6.4.3 根據數據時間先后順序宜進行時域變換，宜利用自相關函數檢驗數據相關性，并檢驗混于隨機噪聲中的周期信號。

6.4.4 對于平穩信號宜采用離散傅立葉變換的頻譜分析方法；非平穩信號宜采用時頻域信號處理分析的方法或具有相對計算精度的數據處理方法。

6.4.5 數據處理軟件應能實現數據備份、清除以及故障恢復等功能，其中故障恢復功能兼具手工操作控制功能，其它功能子模塊應能自動調用。

7 數據預警與結構評估子系統設計

7.1 一般規定

7.1.1 應對監測項設置相應的預警值；當出現極端環境與荷載以及結構異常響應時應進行預警。

7.1.2 應根據橋梁結構形式，結合JTG H11-2004《公路橋涵養護規范》、《JTGT H21-2011公路橋梁技術狀況評定標準》，定期進行結構安全一般評估；特殊事件后應進行結構安全特殊評估。

7.1.3 橋梁結構的安全評估宜分為兩類：

1) 一般評估。利用監測數據，對比設計及規范的相關規定，直接對環境、荷載和結構關鍵構件的安全進行評估。

2) 特殊評估。滿足下列條件之一時，應進行橋梁結構的特殊評估；

a）橋梁遭受臺風、地震作用、船撞、雪災、洪水、特殊車輛荷載等突發事件；

b)一般評估結果發現了結構關鍵構件異常；

c）橋梁服役中后期，每年至少進行1次。

7.2 數據預警

7.2.1 根據橋型，預警應基于實時監測的數據，進行風荷載、地震作用、車輛荷載、橋面溫度、主梁撓度、主梁振動加速度、主梁應變、梁端位移、索力等的預警。

7.2.2閾值指標的設置應基于橋梁設計文件、成橋荷載試驗和結構分析等設定。在預警的具體實施過程中，可依據結構運行狀況對閾值進行校驗和調整。

7.3 一般評估

7.3.1 橋梁一般評估應綜合利用人工巡檢和在線監測數據。

7.3.2 所采用的評估技術應具有實用性和可操作性。

7.3.3 所采用的評估方法應能夠對監測的結果進行歷史趨勢對比、分析與預測。

7.3.4 評估結果應明確、直觀，面向多級橋梁管理人員。

7.3.5 應根據評估結果給出相應的維護管養建議。

7.3.6 根據評估結果，應能生成評估報告，其內容應全面，格式應規范。

7.4 特殊評估

9 DB32/T 3562—2019

7.4.1 特殊評估應綜合利用模態分析、數值模擬和人工檢查結果等進行。

7.4.2 特殊評估應對橋梁安全結構狀態進行分級，分級應符合表7.4.1的規定。

表 7.4.1 橋梁安全狀態等級劃分

分類

Ⅰ級

總體評定

完好狀態

評定依據

橋梁結構完好，在設計荷載和監測荷載作用下，所有構件的內力、變形均小于設計值，不影響結構安全、行車舒適性和耐久性。

在設計荷載和監測荷載作用下，關鍵構件良好，部分次要結構的內力、變形大于設計值的5%，但不影響結構安全、行車舒適和耐久性。

在設計荷載和監測荷載作用下，部分關鍵結構內力大于設計值的5%，較多次要構件內力大于設計值的10%，影響結構的行車舒適性和耐久性。

在設計荷載和監測荷載作用下，部分關鍵構件內力達到設計極限值，承載能力下降，影響結構安全性。

在設計荷載和監測荷載的作用下，關鍵構件內力大于設計極限值，出現重大破損，影響結構的穩定和安全。

Ⅱ級 較好狀態

Ⅲ級 中等程度損傷

Ⅳ級 嚴重狀態

Ⅴ級 危險狀態

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